バイオ3Dプリンターで指の神経再生に成功 臓器移植にアンチエイジング、代替肉での活用も常識に？

現在一般的な「自家神経移植」では、採取部位にしびれや痛みが残ることが課題だった（写真はイメージです）　berkay-iStock

＜京大病院の研究チームは、指や手首の神経を損傷した患者自身の細胞からバイオ3Dプリンターを使って神経導管を作製し、それを移植することで患部の神経を再生させることに成功した。この実験をはじめ、バイオ3Dプリンターを使った最新の研究、活用事例を紹介する＞

京都大付属病院の池口良輔准教授らのチームは、「バイオ3Dプリンター」を使った治験を行い、手の指などの神経を損傷した患者3人の神経再生に世界で初めて成功したと発表しました。詳細は、11日から始まる「第96回日本整形外科学会学術総会」で報告されるといいます。

バイオ3Dプリンターは細胞を材料にして立体構造を作る装置で、再生医療への活用が期待されています。今回、研究チームは患者の腹部の皮膚から細胞を採取して培養し、3Dバイオプリンターによって積み重ねて直径約2ミリ、長さ約2センチの「神経導管」を作り、患部に移植しました。３人とも知覚神経が回復し、副作用や合併症はなかったといいます。

現在は指の神経が損傷した場合、患者自身の健常な他の部分の神経を採取して移植する「自家神経移植」が一般的ですが、採取部位にしびれや痛みが残ることが課題でした。また、人工神経の移植も試みられてきましたが、自家神経移植と比べると十分な再生が得られない場合が多く、今のところ普及していません。

一般的な3Dプリンターは家庭でも普及しつつあり、家電の壊れた部品をその場で作れることなどで重宝されています。大きなものへの利用では、ベンチャー企業が自動車やロケットを丸ごと作ったり、NASAが現地の材料を使って月に基地を構築する計画を発表したりして、注目を集めています。

では、今回使用された細胞を扱うバイオ3Dプリンターは、現在どのような研究や活用が進んでいるのでしょうか。概観してみましょう。

十分なサイトカインの生成や血管新生で良好な結果に

今回の京大病院の治験は、再生医療ベンチャーのサイフューズ（東京都港区）とともに2020年11月に開始しました。

ヒトでの治験を始める前には、動物実験で安全性や有効性を確かめなければなりません。研究チームは事前に、坐骨神経（腰椎から始まり下肢を走行する神経）を損傷させたラットや尺骨神経（前肢の内側を走行する神経）を損傷させたイヌに対して、バイオ3Dプリンターで細胞から作製した神経導管を移植して再生の状況を観察しました。結果は、人工神経を使った場合よりも良好で、自家神経移植と遜色がありませんでした。

これは、人工神経では細胞成分が乏しいためタンパク質が不足し、神経再生に必要な成長因子、血管、足場などが十分に形成されないのに対して、バイオ3Dプリンターで作製した神経導管は自家神経と同様に十分なサイトカイン（生理活性タンパク質）の生成や血管新生を行ったために良好な結果になったと考えられました。